Нанонаповнювач цинк ферум (іі) ферит для лікарських засобів з магнітокерованими властивостями

Нанонаповнювач цинк ферум (II) ферит для лікарських засобів з магнітокерованими властивостями, що містить катіони двовалентного феруму та ферит іон, який відрізняється тим, що додатково містить катіони цинку і має наступний склад: 2+ 2+ 2+ 2+ Zn 0,3Fe 0,7Fe2O4 або Zn 0,4Fe 0,6 Fe2O4 або 2+ 2+ Zn 0,5Fe 0,5 Fe2O4. (19) (21) u201106597 (22) 26.05.2011 (24) 12.12.2011 (46) 12.12.2011, Бюл.№ 23, 2011 р. (72) ВЕДЕРНИКОВА ІРИНА ОЛЕКСІЇВНА, ЛЕВІТІН ЄВГЕН ЯКОВИЧ, КОВАЛЬ АЛЛА ОЛЕКСАНДРІВНА, СИЗОВА ЗІНАЇДА ІВАНІВНА, ФАТАЛІЄВА АЛІНА ВЯЧЕСЛАВІВНА 3 Zn 2+ 2+ Zn 0,3Fe 0,7Fe2O4 2+ 2+ Fe 0,5 Fe2O4. 0,5 65664 2+ 2+ 0,4Fe 0,6Fe2O4, або Zn або Згідно з корисною моделлю оптимальним є склад заявленого фериту: 2+ 2+ Zn 0,4Fe 0,6Fe2O4. Корисна модель ілюструється прикладами: Приклад 1 Цинк ферум(II) ферит складу Zn0,4Fe0,6Fe2O4 одержують методом хімічної конденсації з водних розчинів солей цинку, дво- та тривалентного феруму у лужному середовищі за рівнянням реакції: 4 t 2FeCl3  0,4ZnSO4  0,6FeSO4  8NaOH  t .  Zn0,4Fe0,6Fe2O4  6NaCl  Na 2SO4  4H2O Коректність реакції підтверджено матеріальним балансом вихідних речовин і продуктів реакції. У таблиці 1 наведено результати розрахунків матеріального балансу реакції синтезу у перерахунку на 10 г кінцевого продукту Zn0,4Fe0,6Fe2O4. Таблиця 1 Матеріальний баланс реакції синтезу фериту Zn0,4Fe0,6Fe2O4 Вихідні речовини Речовина Маса, г 22,92 FeCl36H2O 7,08 FeSO47H2O 4,87 ZnSO47H2O NaOH 13,58 48,45  2+ Продукти реакції Речовина Zn0,4Fe0,6Fe2O4 Na2SO4 NaCl Н2 О  2+ Заявлений ферит складу Zn 0,4Fe 0,6Fe2O4 одержують наступним чином: - готують водні розчини солей FeCl36H2O, FeSO47H2O, ZnSO47H2O з масовою часткою 10 %; - одержані розчини фільтрують крізь паперовий складчастий фільтр (червона смужка) у колбу; - при перемішуванні додають 0,1 М розчин натрій гідроксиду (NaOH) та залишають реакційну суміш при перемішуванні на водяному нагрівнику терміном до двох годин (t=80 °C); - розчин витримують у постійному магнітному полі протягом 1-2 доби до розшарування системи ферит - сольовий розчин та дозрівання осаду; - після цього проводять багаторазову промивку осаду водою методом магнітної декантації до рН = 7,58,0; Маса, г 10,00 6,03 14,90 17,52 48,45 - осад відокремлюють від рідкої фази за допомогою паперового фільтрування на лійці Бюхнера. 2+ 2+ Одержують Zn 0,4Fe 0,6Fe2O4. Приклад 2 Для встановлення оптимального складу цинкового фериту було теоретично обґрунтовано залежність магнітних властивостей фериту від вмісту катіона цинку. У залежності від розподілу двох і тривалентних іонів за підгратками розрізняють нормальну, зворотну і змішану шпінель [5]. При заміщенні у 2+ 2+ магнетиті іонів Fe іонами Zn утворюється змішана шпінель: 2+ 3+ 2+ 2+ 3+ Zn xFe 1-xFe 1-x[Fe 1-xFe 1+x]O4. У квадратних дужках указані октаедричні іони. Спінові магнітні моменти іонів, які входять до структури феритів наведено в таблиці 2. Таблиця 2 Спіновий магнітний момент іонів у магнетонах Бора Іони Електронна конфігурація d - підрівня Загальне число 3d електронів Число непарних 3d електронів (спиновий магнітний момент) Fe 3+ 5 5. Fe 2+ 6 4 Zn 2+ 10 0 Сумарний спіновий магнітний момент (Ms) є різницею спінових магнітних моментів іонів октаедричних положень (MBs) та спінових магнітних моментів іонів тетраедричних положень (MAs): (1.1.) Ms = MBs-MAs Тому магнітний момент у магнетонах Бора (в -24 2 =9,2710 Ам ) на формульну одиницю такої структури за даними таблиці 2 дорівнює: МS= [4(1 - х) + 5(1 + х)] – (1.2.) - [0+5(1 - х)] | = (4+6х)в Локалізація іонів у позиціях того чи іншого типу залежить від ряду факторів: від відповідності роз 5 міру іона розміру міжвузля, яке більше для октаедра, від величини заряду катіона та здатності до утворення координаційно-ковалентних зв'язків з атомом оксигену. Катіони цинку займають тетраедричні позиції [5]. У випадках коли х = 0 або х = 1 утворюються відповідно нормальна та зворотна шпінелі. Випадок х = 1. У цьому разі маємо структуру повністю заміщеного цинку фериту ZnFe2O4. Така структура має магнітні іони тільки одного типу 3+ Fe . Розподіл за катіонами має вигляд: 2+ 3+ Zn [Fe 2]O4. 3+ Обидва іони Fe знаходяться в октаедричних 2+ міжвузлях, немагнітний катіон Zn з повністю завершеною 3d - оболонкою займає тетраедричне 2+ міжвузля. Іон Zn не приймає участі в обмінній взаємодії, магнітна структура формується лише 3+ від'ємною (В - В) взаємодією між іонами Fe , яка орієнтує їх магнітні моменти антипаралельно. Тому сумарний момент і намагніченість цинку фериту такого складу будуть дорівнювати нулю. У випадку х = 0 маємо структуру магнетиту 3+ 2+ 3+ Fe [Fe Fe ]О4. Таким чином, значення х має бути в інтервалі 0